近年来随着现代医学技术的发展,人体器官移植逐渐发展起来,角膜移植是其中之一,而且成功率居各种器官移植之首.简单的说,角膜移植与其他器官移植一样,是医生把他人(供体)健康透明的角膜通过手术移植到需要角膜的病人(受体)眼睛上,以提高视力或治疗某种角膜疾病或改善外貌.角膜移植需要有很高的精度和稳定性,这两个因素在医生手术的时候一般情况下不能完全符合手术要求.而现代机器人技术的发展使得机器人的运动精度可以达到纳米级精度,并且机器人的稳定性是人所不能比拟的.因此由机器人代替医生进行手术成为可能.在国家863计划的资助下,我们对角膜移植显微手术机器人系统进行了开发研究.该文设计了一套角膜移植显微手术机器人系统,实现了角膜钻切的自动化.结合人工手术的特点,从理论上论证了各运动学参数对机器人系统性能实现的影响,提出了系统的性能指标,分析了角膜移植的过程并给出了系统所需的关键技术,为系统的构成和研究方向的确立奠定了基础.详细论证了角膜移植显微手术机器人本体及钻切末端执行器的设计过程和控制系统的设计,提出了医疗机器人系统的设计的安全原则和功能原则,讨论了机器人机械系统的实现、精度测定,进行了环钻与角膜接触力试验,提出了接触力判断的基本依据.开发了步进电机控制卡和数据采集卡.分析了控制系统软件和硬件的结构、功能.进行了机器人运动和钻切试验并对实验结果进行了分析.最后总结了现有系统存在问题及解决方法.